Поверки теодолита

Цель задания: закрепить знания, полученные на лекциях, и приобрести навыки выполнения поверок и юстировок теодолита.

Приборы и принадлежности: комплект теодолита.

Проверка взаимной перпендикулярности осей является необходимым и обязательным условием при работе с теодолитом – это и является целью поверок теодолита.

1 - Поверка цилиндрического уровня (при алидаде горизонтального круга)

1 - Условие поверки – ось ZZ ^ UU .

2 - Выполнение поверки: приводим теодолит в рабочее положение, разворачиваем теодолит на 180º. Если пузырек уровня остался в нуль-пункте (на середине), то условие выполнено, в противном случае делаем исправление.

3 - Исправление: половину уклонения исправляем подъемным винтом уровня, а оставшуюся половину исправительным (юстировочным) винтом цилиндрического уровня.

4 - После исправления поверку повторить.

2 - Поверка сетки нитей

1 - Условие поверки – вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна оси ZZ.

2 - Выполнение поверки: Наводим центр сетки нитей на точку (рисунок 6) и, вращая наводящий винт алидады горизонтального круга, наблюдаем за смещением точки по сетке. Если точка осталась на сетке, то условие выполнено.

Рисунок 6 – Сетка нитей: правильное положение (слева);

неправильное положение (справа)

3 - Исправление: снять защитный колпачок сетки нитей, отверткой ослабить (чуть-чуть) четыре крепежных винта окуляра (показаны на рисунке 6) и пальцами повернуть окуляр так, чтобы средний штрих сетки расположился горизонтально, т.е. совместился с наблюдаемой точкой. После этого окуляр закрепляют, а защитный колпачок устанавливают на место.

4 - После исправления поверку повторить.

3 Поверка устойчивости теодолита

1 - Условие поверки: теодолит должен быть устойчив.

2 - Выполнение поверки: вращая теодолит по ходу часовой стрелки, сделать серию наблюдений на точку и сравнить отсчеты по горизонтальному кругу. Повторить такую же серию, вращая теодолит против хода часовой стрелки. Если отсчеты примерно одинаковые, то условие выполнено, т.е. теодолит устойчив. Если отсчеты изменяются в одну и ту же сторону на небольшую величину, то условие выполнено (происходит так называемое влечение лимба).

3 - Исправление: а) проверить устойчивость штатива; б) проверить устойчивость подставки; в) если эти меры не дают желаемого результата, то отправить инструмент в мастерскую.

4 - После исправления поверку повторить

Поверка коллимационной погрешности теодолита

1 - Условие поверки: визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы ВВ^TT.

Если это условие соблюдено, то визирная ось трубы при вращении ее вокруг горизонтальной оси образует коллимационную плоскость. Уклонение визирной оси от ее перпендикулярного положения к своей оси вращения называется коллимационной погрешностью.

2 - Выполнение: приведя теодолит в рабочее положение, приводят зрительную трубу примерно в горизонтальное положение, наводят центр сетки нитей на удалённый предмет. При положении вертикального круга справа берут отчёт по горизонтальному кругу —КП, затем наводят визирную ось в ту же точку при круге слева и берут отчёт —КЛ. Вторично визируют на ту же точку, берут отчёты КЛ и КП. По полученным отчётам вычисляют величину коллимационной ошибки по формуле:

с=	(КЛ1 — КП2 + 180º ) ± (КЛ1 — КП2 ± 180 º)
	4

Порядок записи взятия отсчетов и результат вычисления коллимации (2с) приведены ниже.

Таблица 1 – Расчет коллимационной погрешности (2с)

№ точки	Круг	Отсчеты	2с=КЛ-КП
	КЛ	43º56,3¢
1			+3,8¢
	КП	223º52,5¢
	КЛ	87º 19,4¢
2			+4,4¢
	КП	267º15,0¢
			2сср.=+4,1¢

с=	(43º56,3¢ — 223º52,5¢ + 180º ) ± (87º 19,4¢ — 267º15,0¢ ± 180 º)	=2,1¢
	4

Если расхождение 2с в пределах допуска, то измерения выполнены правильно, т.е. доверяем своим измерениям. Если значение с равно или меньше двойной ошибки отсчетного устройства (для Т30 t=1¢, 2Т30 t=0,5¢, 2Т5К t=0,1¢), т.е. |с|£2t, то юстировку проводить не требуется.

3 - Исправление: снять колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки нитей (рисунок 7).

 

Рисунок 7 – Сетка нитей с юстировочными винтами

1 – юстировочные винты; 2 – наблюдаемая точка

Вычислить средний отсчет (КЛ+КП)/2= [(87º19,4¢+180º)+267º15,0¢]/2= 267º17,2¢. Наводящим винтом алидады горизонтального круга поставить этот средний отсчет (при КП). В этом случае перекрестие сетки нитей сойдет с наблюдаемой точки. Ослабив один из вертикальных винтов, действуя двумя боковыми (горизонтальными) исправительными винтами с помощью шпильки передвигают сетку нитей на точку.

4 - После исправления поверку повторить.

Поверка неравенства колонки

1 - Условие поверки: ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярной оси вращения инструмента TT^ZZ.

2 - Выполнение: теодолит устанавливают на расстоянии 10 - 20м от стены, выбирают или отмечают на стене точку М (или укрепляют марку) под углом 25 - 30º к горизонту (рисунок 8). Наводят на эту точку зрительную трубу и при КЛ и КП проектируют точку М вниз – на горизонт. Если проецируемые точки m₁ и m₂ совпадают, или расстояние между ними не превышает две ширины бисектора сетки нитей, то условие поверки выполнено.

Рисунок 8 – Схема выполнения поверки неравенства колонки

2 - Исправление: Если неравенство колонки большое, то теодолит отправляют в мастерскую.

3 - После мастерской поверку повторяют.

6 -   Поверка места нуля вертикального круга

1 - Условие: нуль вертикального круга (отсчет равный 0º) должен находиться на горизонтальной линии, соединяющей 0º , центр лимба вертикального круга и 180º (рисунок 9).

 

Рисунок 9 – Сетка нитей при определении места нуля (М0) вертикального круга

2 - Выполнение: на любую точку взять два отсчета при КЛ и КП по вертикальному кругу и вычислить место нуля (М0). В общем виде формула имеет вид:

(1)

где КЛ – отсчет при круге лево; КП – отсчет при круге право

Таблица 2 – Расчет места нуля вертикального круга (М0) и угла наклона n для теодолитов Т5 и Т30

№ точки	Круг	Отсчеты	МО	Угол наклона, n
1	КЛ КП	27º35,2¢   152º27,6¢	+1,4¢	27º33,8¢
2	КЛ КП	352º45,2¢   187º48,4¢	+1,6¢	-7º46,8¢

 

Если вместо значения М0=0º получена маленькая величина, т.е. близкая к 0º, то условие выполнено, а если величина большая, то нужно исправлять.

3 - Исправление: 1) поставить правильный отсчет с помощью винта контактного цилиндрического уровня при вертикальном круге. Тогда уровень выйдет из контакта. 2) исправительными винтами уровня приводим пузырек в контакт.

4 - После исправления поверку повторить.

Все поверки выполнять строго по порядку.

 

Измерение углов теодолитом

Цель задания: освоить методику измерения горизонтальных и вертикальных углов, и обработки полученных результатов, приобрести начальные навыки измерения углов.

- Приборы и принадлежности: комплект теодолита, визирные цели, журнал измерения горизонтальных углов, журнал измерения вертикальных углов.

 

Принцип измерения горизонтального и вертикального углов

- Горизонтальный угол β – это ортогональная проекция пространственного угла ВАС на горизонтальную плоскость М (рисунок 10,а).

Вертикальный угол, или угол наклона ν, – это угол, заключенный между наклонной (АВ) и горизонтальной линиями (рисунок 10,б).

Рисунок 10 – Принцип измерения горизонтального (а) и вертикального (б) угла

 

Принцип измерения горизонтального угла заключается в следующем. В вершине измеряемого угла ВАС (точка А на рисунке 10,а) устанавливают теодолит. Его центрируют (т.е. центр горизонтального круга – ГК располагается точно над точкой А) и горизонтируют (выводят на середину пузырек цилиндрического уровня, при этом ГК занимает горизонтальное положение). Проекции направлений АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу ГК по отсчетам (делениям) b и с. Разность этих отсчетов дает величину измеряемого угла β = с – в.

Вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу (см. рисунок 10,б) аналогичным образом, но одним из направлений служит фиксированная горизонтальная линия. Из рисунка видно, что если наблюдаемая точка расположена выше горизонта, вертикальный угол (ν) положителен, если ниже – отрицателен (–ν).

 

Установка теодолита

Установка теодолита в рабочее положение включает центрирование, горизонтирование (нивелирование), установку зрительной трубы и отсчетного микроскопа по глазу, ориентирование по выбранному направлению.

Под центированием понимают установку вертикальной оси теодолита, проходящей через центр лимба на одной отвесной прямой с вершиной угла. Центрирование выполняют по нитяному отвесу, либо с помощью оптического центрира.

Центрирование теодолита над точкой начинается с установки над ней штатива, головке которого должно быть придано горизонтальное положение (выполняется на глаз). Установив нарезку подъемных винтов в среднее положение, поставим теодолит на головку штатива, закрепим его становым винтом, наденем на его крючок нитку с отвесом и установим ее длину, удобную для работы. Дав отвесу успокоиться, освободим слегка становой винт и будем перемещать теодолит по поверхности головки штатива, осуществляя предварительное центрирование теодолита. Если у теодолита подставка съемная, то предварительное центрирование следует произвести с одной лишь подставкой. Окончательное центрирование теодолита с точностью 2 - 3 мм выполняется после приведения теодолита в рабочее положение.

Горизонтирование (нивелирование) теодолита – установку его вертикальной оси в отвесное положение – проводят по уровню при алидаде горизонтального круга. Для этого цилиндрический уровень поворотом алидады располагают по направлению двух подъемных винтов и вращением их приводят пузырек на середину, после чего поворачивают алидаду примерно на 90° по направлению третьего винта. Действуя этим винтом, приводят пузырек опять на середину. Правильность установки проверяют поворотом алидады 2-3 раза, при этом пузырек уровня горизонтального круга должен при всех положениях алидады находиться на середине.

Установка зрительной трубы по глазу имеет целью получение в поле зрения трубы резкого и отчетливого изображения сетки нитей и наблюдаемого объекта. Первое производят вращением диоптрийного кольца окуляра, второе осуществляется вращением кремальеры.

Установка отсчетного микроскопа по глазу необходима для получения отчетливого изображения делений на лимбах горизонтального и вертикального кругов. Необходимая яркость изображения достигается вращением зеркала подсветки и диоптрийного кольца микроскопа.

Ориентирование заключается в наведении зрительной трубы на выбранную точку и получении при этом заранее заданного отсчета по горизонтальному кругу лимба. Ориентирование лимба проводится не всегда. После установки теодолита в рабочее положение приступают к измерению углов.

Измерение горизонтальных углов

Для измерения горизонтального угла, оформленного на местности точками и установленными на них вехами (см. рисунок 10, а), предварительно выполняется следующее:

1)  теодолит устанавливается в вершине измеряемого угла и центрируется над точкой с помощью нитяного отвеса или оптического центрира;

2) теодолит приводится в рабочее положение (выполняется его горизонтирование – пузырек цилиндрического уровня приводится в нуль-пункт подъемными винтами, и окончательное центрирование);

3)  зрительная труба устанавливается по глазу и по предмету (выполняется при каждом визировании).

Аналогичные действия выполняются и при наличии у теодолита оптического центрира.

При измерении горизонтальных углов наведение перекрестия сетки нитей необходимо выполнять как можно ниже к земле (рисунок 11). Если при наведении на точку мешает трава, то ее необходимо примять к земле. Вертикальный штрих сетки нитей зрительной трубы теодолита наводят на веху, затем пересечение сетки нитей опускают вниз. Необходимо учитывать, что наведение перекрестия сетки нитей должно осуществляться строго на одну точку и при повторном наведении (на один угол колышка). Иначе результаты измерений не будут соответствовать требованиям их точности.

Рисунок 11 – Установка теодолита и вехи при измерениях

Измерение углов производят способами приемов, повторений и круговых приемов.

Способ приемов.

1. Устанавливают теодолит в вершине измеряемого угла. Приводят его в рабочее положение. Первоначально определяют угол на глаз (см. рисунок 10,а).

2. Делают несколько оборотов теодолитом по ходу часовой стрелки. Закрепляют лимб горизонтального круга при произвольном его ориентировании.

3. Вращением алидады наводят перекрестие сетки нитей зрительной трубы на нижнюю часть левой вехи (на точку В) как можно ниже к земле; вертикальный штрих наводят строго вдоль вешки (см. рисунок 11). Закрепляют алидаду и зрительную трубу.

4. Берут и записывают отсчет по горизонтальному кругу (ГК) n₁ (таблица 3).

5. Открепив алидаду, зрительную трубу, наводят перекрестие сетки нитей на нижнюю часть правой вехи (точку С).

6 . Закрепляют алидаду, зрительную трубу, берут и записывают второй отсчет n₂.

7. Вычисляют коллимационную погрешность 2с и угол из первого

полуприема: β=n₂-n₁.

8. Ослабив закрепительное устройство горизонтального круга, не открепляя алидаду, поворачивают его совместно с алидадой примерно на 180º(в пределах 180±4º) и закрепляют в этом положении.

9. Переводят зрительную трубу через зенит, повращав теодолит в другую сторону, открепляют алидаду и зрительную трубу и повторяют в той же последовательности действия, изложенные в пунктах 3-7.

Таблица 3 .